无线控制智能计量插座的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种无线控制智能计量插座，包括外壳，该外壳内设置电路板，该外壳的一侧设置导光窗口；其中，所述电路板上设置有市电通断控制模块、能耗计量单元、处理器、能耗等级显示模块，市电通断控制模块的输入端连接市电，输出端为该电路板供电；能耗计量单元的输入端接于市电通断控制模块的输出端，能耗计量单元的输出端接于处理器的输入端以及外界的用电设备，处理器的输出端接于能耗等级显示模块的输入端，能耗等级显示模块透过导光窗口而显示。本实用新型通过能耗等级显示模块检测能耗，并在插座的一侧设置透明的导光窗口，将能耗等级显示模块检测的能耗通过不同LED的光线透出来，不同颜色的光线显示不同等级的能耗。
【专利说明】无线控制智能计量插座
【技术领域】
[0001]本实用新型属于插座的制造领域，具体涉及一种可对插座上连接的设备进行能耗提示的无线控制智能计量插座。
【背景技术】
[0002]传统的插座，只能起到通电的作用，而无法预知即时或周期性的耗电量情况，不仅需要人工即时开、关，还需要人工管理，无法做到自动监测用电数据情况。因此，大多数的用户对于用电设备的能耗无从得知，从而导致浪费能源的现象。
[0003]因此，亟需一种能够解决上述传统技术的缺点，能够实时监测用电设备能耗的插座，使用户在使用的时候即可知道该用电设备的能耗，从而能够有效的管理该用电设备的用电，进而做到节能、环保、低炭。
实用新型内容
[0004]因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种无线控制智能计量插座，对现有的插座的结构以及内部电路进行改进，在插座的一侧设置例如导光条的显示装置，用以对用电设备的实时能耗显示，给用户以能耗提示，进而实现节能环保的电器控制管理。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种无线控制智能计量插座，包括外壳，该外壳内设置电路板，该外壳的一侧设置导光窗口；其中，所述电路板上设置有市电通断控制模块、能耗计量单元、处理器、能耗等级显示模块，市电通断控制模块的输入端连接市电，输出端为该电路板供电；能耗计量单元的输入端接于市电通断控制模块的输出端，能耗计量单元的输出端接于处理器的输入端以及外界的用电设备，处理器的输出端接于能耗等级显示模块的输入端，能耗等级显示模块透过导光窗口而显示。
[0006]其中，所述能耗计量单元包括依次电性连接的采样电路和计量模块，采样电路接收市电通断控制模块的电流和电压，经过计量模块计算之后输出至处理器。
[0007]更进一步的，采样电路包括依次电性连接的电压采样电路和滤波电路，以及依次电性连接的电流采样电路和抗混叠滤波电路，计量模块包括依次电性连接的计量芯片和抗杂讯滤波电路，滤波电路输出电压采样信号至计量芯片，抗混叠滤波电路输出电流采样信号至计量芯片，抗混叠滤波电路通过通讯接口与处理器电性连接。
[0008]进一步的，所述能耗等级显示模块包括第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元、电阻R36、电阻R37和电阻R38，第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元分别采用并联连接的两个LED实现，第一 LED单元的正极、第二 LED单元的正极、第三LED单元的正极连接至电源端，第一 LED单元的负极、第二 LED单元的负极、第三LED单元的负极分别串联电阻R36、电阻R37和电阻R38之后连接至处理器。其中，第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元分别由不同颜色的LED组合实现。
[0009]进一步的，为了方便远程遥控，该电路板上还设有无线通讯模块，该无线通讯模块与处理器双向连接，用于与其他通讯设备进行通讯。
[0010]进一步的，为了方便用户手动控制，该电路板上还设有按键模块，按键模块的输出端接于处理器的输入端，用于接收外部的命令，并传送至处理器。
[0011]进一步的，该电路板上还设有数据存储模块，数据存储模块的输入端接于处理器的输出端，用于存储能耗计量单元的相关数据。
[0012]作为一种可行的方案，所述导光窗口为长条状的透明窗口，将能耗等级显示模块的LED的光线透出来。
[0013]本实用新型的无线控制智能计量插座，通过能耗等级显示模块检测能耗，并在插座的一侧设置透明的导光窗口，将能耗等级显示模块检测的能耗通过不同LED的光线透出来，不同颜色的光线显示不同等级的能耗。当用电设备插到该无线控制智能计量插座时，用户通过看到不同的颜色即可观察到该用电设备的实时能耗显示，给用户以能耗提示。另外，该无线控制智能计量插座还设有无线通讯模块，通过该无线通讯模块用户可远程对无线控制智能计量插座进行开关，进而实现节能环保的电器控制管理。另外，该无线控制智能计量插座还设有按键模块，用户可对手动对该无线控制智能计量插座进行操作。本实用新型的无线控制智能计量插座结构简单，易于实现，且通过条状的透明的导光窗口来显示能耗等级，设计巧妙而不失美观；另外操作方便，即可手动操作也可远程操作，具有很好的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的无线控制智能计量插座的电路板的模块框图；
[0015]图2为本实用新型的无线控制智能计量插座的能耗计量单元的模块框图；
[0016]图3为本实用新型的无线控制智能计量插座的能耗计量单元的电路原理图；
[0017]图4为本实用新型的无线控制智能计量插座的能耗等级显示模块的电路原理图；
[0018]图5为本实用新型的无线控制智能计量插座的电路板的部分电路原理图一；
[0019]图6为本实用新型的无线控制智能计量插座的电路板的部分电路原理图二。
【具体实施方式】
[0020]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0021]本实用新型的无线控制智能计量插座是在普通插座的基础上，增加能耗显示模块，当用电设备插到该无线控制智能计量插座上时，用户可通过查看能耗显示来查看实时能耗。
[0022]作为一个具体的实施例，一种无线控制智能计量插座，包括外壳，该外壳内设置电路板，该外壳的一侧设置导光窗口。
[0023]其中，参见图1，所述电路板上设置有市电通断控制模块、能耗计量单元、处理器、能耗等级显示模块、无线通讯模块、按键模块以及数据存储模块，市电通断控制模块的输入端连接市电，输出端为该电路板供电；能耗计量单元的输入端接于市电通断控制模块的输出端，能耗计量单元的输出端接于处理器的输入端以及外界的用电设备，处理器的输出端接于能耗等级显示模块的输入端，能耗等级显示模块的输出端接于导光条。无线通讯模块与处理器双向连接，用于与其他通讯设备进行通讯。按键模块的输出端接于处理器的输入端，用于接收外部的命令，并传送至处理器。数据存储模块的输入端接于处理器的输出端，用于存储能耗计量单元的相关数据。
[0024]其中，参见图2，能耗计量单元包括依次电性连接的采样电路和计量模块，采样电路包括依次电性连接的电压采样电路和滤波电路，以及依次电性连接的电流采样电路和抗混叠滤波电路，计量模块包括依次电性连接的计量芯片和抗杂讯滤波电路，滤波电路输出电压采样信号至计量芯片，抗混叠滤波电路输出电流采样信号至计量芯片，抗混叠滤波电路通过通讯接口与处理器电性连接。采样电路接收市电通断控制模块的电流和电压，经过计量模块计算之后输出至处理器。
[0025]能耗计量单元具体的电路原理图参见图3所示，采样电路对输出到供电设备的电压、电流进行采样，其中，电流采样电路包括电阻R1，该电阻Rl与用电设备为串联关系，采样电阻Rl两端的电压信号，将电流信号转换为电压信号；电压采样电路是由电阻Rl 1、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R20、电阻R23、电阻R26和电阻R30组成的分压采样电路，将输出到供电设备的电压转换成电压信号。
[0026]同时，因为用电设备所处的电气环境比较复杂，会有许多干扰信号，再通过计量模块内部的放大电路时，干扰信号会被放大，影响到实际的计量结果，所以需要对采样的信号进行滤波，较小干扰信号的影响。为此，采样电流的滤波电路采用抗混叠滤波电路，采样到的电流信号I+、1-，分别通过低通滤波电路(由电阻R28，电容C22、电阻R27以及电容C21组成)，滤除采样信号中的高频干扰成分，输出V1_P、V1_N。
[0027]本实施例中，计量芯片采用单相电表专用计量芯片，计量芯片的供电采用电阻RlO隔离，防止有数字电路产生的高频信号对模拟电路产生干扰，影响计量结果。其中，本实施例中，单相电表专用计量芯片采用型号为RN8205的单相多功能专用计量芯片实现，当然也可采用其他型号的同样功能的计量芯片实现。采样电流信号输出V1_P、V1_N连接到计量芯片的VIP、VlN,电压采样信号输出V2_P连接到计量芯片V2P，供电输出的L (火线)作为参考地，通过滤波电路后连接到计量芯片的V2N。计量芯片的通讯接口为SPI接口，为保证通讯质量需要对通讯接口进行滤波，采用抗杂讯滤波电路，参见图3，该抗杂讯滤波电路如下:信号SCSI, SDII, SCLKl分别经过电阻R17、电容C15、电阻R25、电容C19、电容C18、电容C16组成的滤波电路，然后输出到处理器，处理器输出的SDO经过电阻R29，电容C25组成的滤波电路输出到计量芯片。
[0028]其中，处理器可由单片机实现。无线通讯模块可采用蓝牙、wifi等无线通信方式。
[0029]参见图4，本实施例中，能耗等级显示模块包括第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元、电阻R36、电阻R37和电阻R38，第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元分别采用并联连接的两个LED实现，第一 LED单元的正极、第二 LED单元的正极、第三LED单元的正极连接至电源端，第一 LED单元的负极、第二 LED单元的负极、第三LED单元的负极分别串联电阻R36、电阻R37和电阻R38之后连接至处理器。其中，第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元分别由不同颜色的LED组合实现，本实施例中，是由RGB三色的LED组成。电阻R36，电阻R37，电阻R38为限流电阻，防止LED电流过大而烧毁。处理器通过控制RGB三色的混色达到能耗等级显示的效果，即通过3路PWM信号输出至第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元，以控制RGB LED灯的颜色，例如用电设备的功耗超过预设功率值30%时，发出红光，当功耗达到预设值的90%时，发出黄光，当功率小于60%的情况下，发出绿光。
[0030]图5和图6为本实施例的无线控制智能计量插座的整个电路板的电路原理图，图5和图6分别是上下电路板的不同电路原理图，本领域的技术人员可参阅该图5和图6的电路原理图实现本实用新型的无线控制智能计量插座，也可以在此基础上进行变形来实现无线控制智能计量插座。
[0031]当具体使用时，用户可在数据存储模块预先设置阈值范围，不同的阈值范围对应不同的LED光线。当用电设备插到该无线控制智能计量插座上时，处理器通过能耗计量单元计量该用电设备的能耗，同时读取数据存储模块预先设置的阈值范围，判断用电设备的能耗是属于哪个阈值范围，然后驱动能耗等级显示模块的相应LED显示相应的颜色。另外，用户可通过手持终端与无线通讯模块建立通讯连接，然后远程控制该无线控制智能计量插座。同时，用户还可通过按键模块，手动控制无线控制智能计量插座的通断。
[0032]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种无线控制智能计量插座，其特征在于:包括外壳，该外壳内设置电路板，该外壳的一侧设置导光窗口 ；其中，所述电路板上设置有市电通断控制模块、能耗计量单元、处理器、能耗等级显示模块，市电通断控制模块的输入端连接市电，输出端为该电路板供电；能耗计量单元的输入端接于市电通断控制模块的输出端，能耗计量单元的输出端接于处理器的输入端以及外界的用电设备，处理器的输出端接于能耗等级显示模块的输入端，能耗等级显示模块透过导光窗口而显示。
2.根据权利要求1所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:所述能耗计量单元包括依次电性连接的采样电路和计量模块，采样电路接收市电通断控制模块的电流和电压，经过计量模块计算之后输出至处理器。
3.根据权利要求2所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:采样电路包括依次电性连接的电压采样电路和滤波电路，以及依次电性连接的电流采样电路和抗混叠滤波电路，计量模块包括依次电性连接的计量芯片和抗杂讯滤波电路，滤波电路输出电压采样信号至计量芯片，抗混叠滤波电路输出电流采样信号至计量芯片，抗混叠滤波电路通过通讯接口与处理器电性连接。
4.根据权利要求1所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:所述能耗等级显示模块包括第一 LED单元、第二 LED单元、第三LED单元、电阻R36、电阻R37和电阻R38，第一LED单元、第二 LED单元、第三LED单元分别采用并联连接的两个LED实现，第一 LED单元的正极、第二 LED单元的正极、第三LED单元的正极连接至电源端，第一 LED单元的负极、第二LED单元的负极、第三LED单元的负极分别串联电阻R36、电阻R37和电阻R38之后连接至处理器。
5.根据权利要求4所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:所述导光窗口为长条状的透明窗口，将能耗等级显示模块的LED的光线透出来。
6.根据权利要求1所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:该电路板上还设有无线通讯模块，该无线通讯模块与处理器双向连接，用于与其他通讯设备进行通讯。
7.根据权利要求1所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:该电路板上还设有按键模块，按键模块的输出端接于处理器的输入端，用于接收外部的命令，并传送至处理器。
8.根据权利要求1所述的无线控制智能计量插座，其特征在于:该电路板上还设有数据存储模块，数据存储模块的输入端接于处理器的输出端，用于存储能耗计量单元的数据。
【文档编号】H01R13/70GK204012027SQ201420482824
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】吴丽文, 陈楠, 卓加巨, 许彦冰, 庄伟彬 申请人:厦门市致创能源技术有限公司